想知道什么是通孔回流焊（PHR）嗎？

日期：2018-03-26

在PCB組裝工藝中用回流焊接工藝完成通孔插裝元器件的焊接稱為通孔回流焊接（Through-hole Reflow，THR） 。

用傳統(tǒng)的方法焊接混合組裝的PCB時(shí)，通常采用的工藝流程是：印刷焊膏→貼裝 SMC/SMD→再流焊接表面貼裝元器件→插裝THC/THD→波峰焊接THC/THD。THR是利用一種安裝有許多針管的特殊模板，調(diào)整模板位置，使針管與插裝元器件的通孔焊盤(pán)對(duì)齊，使用刮刀將模板上的焊膏漏印到焊盤(pán)上，然后安裝插裝元器件，最后插裝元器件和貼片元器件一起通過(guò)回流焊完成焊接。當(dāng)使用THR時(shí)，SMC/SMD和THC/THD都是在回流焊接工序內(nèi)完成焊接的。THR的出現(xiàn)，豐富了焊接手段，簡(jiǎn)化了工藝流程，提高了生產(chǎn)效率。

二.通孔回流焊接工藝的優(yōu)點(diǎn)

1.可以利用現(xiàn)有的SMT設(shè)備來(lái)組THC/THD，節(jié)省成本和投資。

2.目前的自動(dòng)多功能貼裝設(shè)備均可以貼裝THC/THD；在以表面貼裝為主的PCB上使用THR，摒棄了傳統(tǒng)波峰焊接工藝和手工插裝工藝，實(shí)現(xiàn)單一的SMT生產(chǎn)線就能完成所有PCB的組裝。

3.多種操作被簡(jiǎn)化成一種綜合性的工藝過(guò)程。

4.需要的設(shè)備、材料和人員較少。

5.可降低生產(chǎn)成本和縮短生產(chǎn)周期。

6.可降低因波峰焊接而帶來(lái)的高缺陷率。

7.可省去一個(gè)或一個(gè)以上的熱處理步驟， 從而改善可焊性和電子組件的可靠性。THR對(duì)于元器件的耐溫性，通孔焊盤(pán)的設(shè)計(jì)，模板設(shè)計(jì)，焊膏印刷以及回流焊接都有著特殊的要求。

三.通孔回流焊接工藝的缺點(diǎn)

1.焊膏用量特別大。

2.助焊劑揮發(fā)后形成的殘留物很多，會(huì)對(duì)機(jī)器和PCB造成污染。

3.焊點(diǎn)的空洞的概率增加。

3.由于通孔元器件要經(jīng)過(guò)整個(gè)回流溫度曲線， 所以它們必須承受峰值溫度為240℃、30s的熱沖擊。通孔元器件必須考慮回流焊接的適應(yīng)性。元件應(yīng)該采用那些在 183℃（最好是220℃達(dá)40s）以上、峰值溫度235℃、 （60～90 ）s內(nèi)不發(fā)生劣化的樹(shù)脂制造。元件制造商還 需要有關(guān)彎曲、尺寸穩(wěn)定性、收縮和介電特性等方面的標(biāo)準(zhǔn)。

4.QJ165B對(duì)通孔焊接點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)是PCB焊接面（B面）焊接潤(rùn)濕角的存在和焊料充滿至少100%板厚的通孔。THR的主要技術(shù)挑戰(zhàn)是，如何在具有高密度引腳元件的通孔里面和周圍印刷足夠的錫膏，使得在B面形成可接受的焊接點(diǎn)，以滿足QJ165B的要求。因?yàn)樵赥HR中，在A面形成焊接潤(rùn)濕角不是問(wèn)題，因?yàn)殄a膏是從A面印刷的。

5.由于焊膏中金屬成分體積約占焊膏體積的50%左右， 需要優(yōu)化通孔焊盤(pán)設(shè)計(jì)，模板設(shè)計(jì)，確保足夠的焊膏量，防止少錫和空洞。

6.與普通波峰焊接工藝相比較，THR的技術(shù)難度較高：PCB的厚度、鍍孔尺寸、PCB焊盤(pán)尺寸、焊膏印刷量、元器件引線直徑、元器件引腳間距、焊膏的金屬含量、印刷網(wǎng)板的設(shè)計(jì)、元器件的安裝以及焊點(diǎn)的檢測(cè)等會(huì)影響焊點(diǎn)的形狀。除此之外，金屬化孔焊料量的填充還與印刷網(wǎng)板的開(kāi)口尺寸有關(guān)。

7. THR對(duì)元器件安裝設(shè)計(jì)有特殊要求

1）金屬化孔設(shè)計(jì)

（1）圓形引線：標(biāo)準(zhǔn)金屬化孔的孔徑為圓形引線直徑+0.254mm。

（2）矩形引線：標(biāo)準(zhǔn)金屬化孔的孔徑為對(duì)角線+1.27mm。

2）焊盤(pán)尺寸

考慮最小焊盤(pán)尺寸時(shí)，必須考慮金屬化孔尺寸、PCB制造公差和要求的最小焊環(huán)。最小焊環(huán)的定義為：從金屬化孔邊緣到焊盤(pán)外徑金屬部分的最小量。最小焊盤(pán)直徑=最后的金屬化孔直徑+2（最小環(huán)）+PCB制造公差最小焊盤(pán)尺寸減少了需要用來(lái)形成A面和B面潤(rùn)濕角的焊膏量。

3）焊盤(pán)與周邊相鄰導(dǎo)體的間隙

金屬化孔元器件焊盤(pán)與周邊相鄰金屬導(dǎo)體之間應(yīng)有足夠的間隙，如果有靠得太近的金屬化孔，焊料將在金屬化孔與焊盤(pán)之間被平分，引起橋連。在金屬化孔元器件焊盤(pán)周邊要求的間隙區(qū)域內(nèi)，應(yīng)沒(méi)有暴露的其它金屬、孔或圖例阻焊膜。圖例阻焊膜可能影響再流期間焊膏的流動(dòng)，并將其分離形成焊珠。

四.結(jié)語(yǔ)

THR是上個(gè)世紀(jì)九十年代出現(xiàn)的，為填補(bǔ)傳統(tǒng)回流焊接不能焊接通孔插裝元器件的回流焊接技術(shù)。THR克服了波峰焊接的許多不足，簡(jiǎn)化了工藝流程，提高了生產(chǎn)效率，比較適合于高密度電路板中插裝元器件的焊接。但是由于引腳長(zhǎng)度、引腳端部形狀以及焊膏中金屬成分所占體積的限制，尤其是使用THR時(shí)焊膏量的計(jì)算和控制十分復(fù)雜，使得THR很難滿足通孔100%以上的透錫率，因此，對(duì)于高可靠性電路板，特別是軍用產(chǎn)品需要承受一定機(jī)械力的連接器等通孔插裝元器件，應(yīng)慎重使用THR。THR和選擇性波峰焊接都是為解決PCB上通孔插裝元器件焊接的工藝技術(shù)，比較而言，我們更愿意使用選擇性波峰焊接，尤其對(duì)于引線鍍金的電連接器，選擇性波峰焊接有著THR無(wú)法比擬的優(yōu)越性。綜上所述，THR工藝發(fā)展的主要方向還是在工藝的完善和元器件的改良上，尤其對(duì)于高可靠要求的航天航空軍用電子設(shè)備，必須慎重考慮。

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